目的 探討國產人工頸椎間盤置換術后,界面壓力對假體終板-骨界面骨整合的影響。 方法 取國產人工頸椎間盤置換術后 1 周的山羊行頸椎 CT 掃描,建立 C3、4 椎體及假體三維有限元模型,分析靜態模式下假體上、下終板壓力分布情況,并根據壓力分布范圍分區。取人工頸椎間盤置換術后 6、12 個月山羊,行 Mirco-CT 掃描及三維重建,測量各個壓力區骨體積分數(bone volume fraction,BVF)、骨小梁數目(trabecular number,Tb.N)、骨小梁厚度(trabecular thickness,Tb.Th)、骨小梁間隙(trabecular separation,Tb.Sp)、骨密度(bone mineral density,BMD)、骨表面積體積比(bone surface/bone volume,BS/BV)、骨小梁模型因子(trabecular pattern factor,Tb.Pf),并進行比較。另取 4 只正常山羊,切取 C3 椎體下終板和 C4 椎體上終板標本,制備直徑 2 mm 圓柱形骨塊,于取材后即刻以及培養 24、48 h 行實時熒光定量 PCR 檢測 NF-κB 受體活化因子配體(nuclear factor κB ligand,RANKL)、骨保護素(osteoprotegerin,OPG)、巨噬細胞集落刺激因子(macrophage colony-stimulating factor,M-CSF)、TGF-β 基因表達。根據結果選擇合適培養時間的樣本進行力學加載后,同上法檢測 RANKL、OPG、M-CSF、TGF-β 基因相對表達量;以同時間點未行力學加載標本作為正常對照。 結果 C3、4 節段三維有限元模型建立并給予 25 N 載荷后,在靜止狀態時人工頸椎間盤上終板壓力較大區域在終板中央偏后,下終板壓力較大區域在終板中部的前方及兩條固定軌道上。按照壓力值大小,將終板分為 5 個區域。Micro-CT 掃描觀察,假體植入后 12 個月,上、下終板各區域 BMD、Tb.Th、BVF、Tb.N 均較 6 個月時增加(P<0.05),而 BS/BV、Tb.Sp、Tb.Pf 均降低(P<0.05)。培養 24、48 h RANKL、OPG 及 TGF-β 基因相對表達量與取材后即刻比較,差異均有統計學意義(P<0.05);培養 24、48 h 之間以上基因相對表達量比較差異均無統計學意義(P>0.05)。選擇培養 24 h 樣本進行力學加載測試。與對應正常對照組相比,C3 下終板及 C4 上終板壓力組 RANKL、OPG 基因相對表達量以及 OPG/RANKL 明顯上調(P<0.05);TGF-β、M-CSF 基因相對表達量比較,差異無統計學意義(P>0.05)。 結論 國產人工頸椎間盤終板壓力分布特點不同,其中下終板受到壓力稍大。壓力不同區域對局部骨整合有重要影響,壓力大的區域骨整合情況更佳。在假體終板-骨界面最大壓力作用下成骨細胞增殖分子含量增加,有利于局部骨整合。
目的 對多孔鉭在骨組織工程中的研究進展作一綜述。 方法 查閱近年多孔鉭在制備、細胞生物學、表面修飾等領域的基礎研究文獻,并總結分析。 結果 多孔鉭自身特有的理化性質賦予其良好的組織相容性、骨整合能力,并可誘導軟骨、肌腱修復再生。目前因多孔鉭制備條件苛刻、成本較高等因素,限制了其臨床廣泛應用;新的制備方法及表面修飾技術的發展,為拓展多孔鉭的應用范圍,優化其骨組織修復再生能力提供了新的路徑。 結論 多孔鉭在修復骨缺損方面具有獨特優勢,但仍需在材料制備及表面修飾方面有進一步突破。
聚芳醚酮材料因其高的熱穩定性、優良的機械性能、良好的生物相容性和射線可透性,已經廣泛地應用于創傷、脊柱和顱頜面修復等生物醫用領域。然而,聚芳醚酮材料本質上的生物惰性會導致其植入體內后出現骨整合不足的問題,進而限制了該材料在生物醫用領域的進一步發展和應用。因此,如何增強聚芳醚酮材料的生物活性,提升其在體內的骨整合能力成為了目前該領域研究的難點和焦點。該文綜述了近年來用于生物醫用領域的生物活性聚芳醚酮材料的研究現狀及進展,并對研究中存在的一些問題進行了回顧和展望。